碳排放权交易能促进地区能源结构低碳转型吗?
2024-08-22   来源：方建春 曾郎 张旭亮   

党的十九大提出，我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，绿色发展作为实现高质量发展关键环节的重要性逐步突显。2020年12月，习近平总书记在气候雄心峰会上提出：力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和（简称“双碳目标”）；2021年10月，国务院发布的文件指出，严格控制化石能源消费，加快煤炭减量步伐，“十四五”时期严控煤炭消费增长，“十五五”时期逐步减少。减碳政策和措施的持续推进为绿色发展提供了重要契机和坚实保障。

能源结构低碳转型是实现经济绿色低碳发展的重要手段，而在落实煤炭兜底保障的同时降低煤炭消费是其成功的关键一环。我国能源结构中煤炭占比高于世界平均水平，而煤炭在开发利用过程中的碳排放远超石油和天然气，这使得我国实现“双碳目标”面临较大挑战。为实现“双碳目标”，推动经济绿色低碳发展，中国政府亟须通过环境规制来促进能源结构低碳转型。在过去相当长时间内，我国的绝大多数环境规制为命令—控制型环境规制，虽然也能实现污染物减排目的，但是实践中具有较大强制性，例如一些环保政策“一刀切”，造成了不良的社会影响，严重挫伤企业的积极性。

碳排放权交易政策作为一种市场型环境规制，曾在发达国家有效推动碳减排，是我国更有效地实现“双碳”目标的重要政策工具。具体而言，2013年末，上海市首先试点碳交易政策。同年11月到次年6月，北京、天津、广东、湖北、重庆陆续试点碳交易。2021年6月25日，全国统一的碳交易市场开启。截至2021年12月31日，全国碳市场的碳排放配额累计成交量1.79亿吨，累计成交额76.61亿元。政策取得了阶段性的成效。

基于此，本文研究了碳交易政策对能源消费结构的影响及传导机制,这对于我国推动经济绿色低碳转型以及经济高质量发展具有重要的研究价值。一方面，绿色低碳转型不仅能降低碳排放，还能推动减少其他污染物的排放，助力实现“双碳”目标，推动经济绿色低碳发展，满足人民群众对美好生活的需要。另一方面，能源结构低碳转型有助于保障我国能源安全，维持经济平稳运行，促进经济可持续发展。验证碳排放权交易政策的碳减排效果以及研究其对能源结构低碳转型的影响，丰富了对市场型环境规制的研究。研究的结论不仅为碳排放权交易政策的进一步试点提供了重要的理论支撑，也有望在推动我国绿色低碳发展方面提供有力的政策建议。

关于碳排放权交易政策的政策效应，国内外学者进行了深入的研究，对碳排放权交易的政策效应研究主要分为以下几个维度。

（一）碳排放权交易政策对环境污染的影响

碳交易政策的实施是否能有效减少环境污染物的排放是当前研究的一个重要热点。已有研究显示，在碳交易政策试点地区，能够有效实现碳排放的减少。除了降低碳排放外，这些政策还能够减少其他污染物的排放，产生协同减排效应。此外，碳交易政策不仅促进了试点地区的碳排放减少，还具备政策溢出效应，可以促使邻近地区的碳排放减少。

深入研究表明，碳排放权交易政策在不同地区的减排效果存在显著差异。首先，该政策对东部和中部地区的减排效果较为明显，而在西部地区并未呈现明显的影响。这种区域差异可能与各地区的经济结构及能源利用方式不同而导致的。其次，研究发现，在发达地区，碳排放权交易政策的碳减排效果明显高于欠发达地区。更进一步的研究发现碳排放权交易政策不仅能促进试点地区碳减排，还能推动邻近地区碳减排，具有政策溢出效应；且减少化石能源消费是促进碳减排的主要路径之一。然而，也有学者提出不同观点，认为碳排放权交易政策可能导致邻近城市的碳排放量增加。此外，还有研究认为，该政策能有效推动试点地区的碳脱钩，但政策的空间溢出效应并不明显。

还有学者分析碳排放权交易政策推动碳减排的政策传导机理。首先，白雪洁等的研究发现，提高能源利用效率和实施能源结构低碳转型都是碳排放权交易政策降低碳排放的重要途径。其中，能源结构低碳转型被认为是主要的推动力量，为碳减排贡献了约50%左右的效益。赵沁娜和李航则认为碳减排的实现是政府干预和市场机制共同作用的结果，且市场机制薄弱，对减排效果的贡献有限，因此碳减排主要依赖于政府的积极干预。此外，陈道平等的研究基于15年的省级面板数据，发现碳排放权交易政策通过多种机制降低碳排放，包括降低能源消耗总量、推动技术进步、促进产业结构升级以及吸引外资。然而，这些机制在不同地区存在差异。薛飞和周民良的研究指出，碳市场交易规模的扩大有助于促进碳减排。通过减少能源消耗总量、推动绿色技术创新、优化产业结构以及促进能源结构的低碳化，碳市场交易规模的增加可以降低碳排放。

一些学者认为碳排放权交易政策对碳排放的影响在不同地区存在显著差异。例如，李响等基于省级面板数据的研究结果表明，北京和上海在降低碳排放方面取得了最显著的效果，其次是湖北和重庆，而天津的效果相对较差。

（二）碳排放权交易的其他政策效应

碳交易政策还存在其他政策效应。部分学者着眼于研究碳交易政策对企业影响。例如，沈洪涛和黄楠认为碳交易政策能提高企业短期价值，但对企业长期价值的影响有限。但是，Chapple等的研究显示碳交易会降低企业的价值。在研究澳大利亚碳排放交易体系（ETS）时，他们发现此政策导致公司市值缩水。对欧盟国家的研究也得到相似结论。碳交易政策还会促进企业的研发创新。其他研究则聚焦碳交易政策对经济的影响。部分研究指出，碳交易政策既减少碳排放又促进经济增长,且这种影响逐渐增强。碳交易政策能够有效激励创新,进而促进绿色经济增长。

对能源结构低碳转型的研究主要集中在理论层面。环保政策能够推动能源结构绿色低碳转型，但能源结构转型过程仍然存在重重阻碍。环保政策能倒逼能源结构优化且不会明显抑制经济发展。制定相应的政策法规能推动能源结构低碳化，能源结构低碳化离不开大众的参与。

（三）文献评述

迄今为止，学者主要关注研究碳交易政策对环境和经济的影响，鲜有涉及碳交易政策对能源结构低碳转型的研究。因此，本文采用双重差分模型，旨在深入探究碳交易政策对能源结构低碳转型的影响，为碳交易政策研究领域提供了新的视角。具体而言，本文的创新之处主要体现在以下几个方面：首先，本研究采用了基于省级面板数据，评估了碳交易政策对能源结构低碳转型的影响，丰富了对碳交易政策的研究。其次，本文以绿色技术进步和产业结构为切入点，分析了碳交易政策如何对能源结构低碳转型产生推动作用，从理论方面和实证方面阐述了碳交易政策推动能源结构低碳转型的原因，为政策制定提供了有力支持。

（一）碳交易政策对碳排放的影响

在碳排放权交易政策试点下，碳排放权成为了一种稀缺资源。一般而言，高能耗高污染企业分配所得的碳排放权的碳排放受到一定程度的限制，因为企业的碳排放额度不够，所以需要在市场上购买碳排放权；而绿色企业的碳排放较少，企业会存在大量的碳排放权富余，所以能在市场上出售碳排放权。在碳排放权交易市场上，当对碳排放权需求大于碳排放权供给时，碳排放权价格上升；当对碳排放权需求小于碳排放权供给时，碳排放权价格下降。如果碳排放权交易市场上高能耗高污染企业较多，他们对碳排放权的需求会大大推高碳排放权的价格，碳排放的代价会比较沉重，高能耗高污染企业要么通过压缩生产规模，要么退出高耗能高污染行业或者大力推动绿色技术创新来减少碳排放，实现企业整体的经济效益最大化。

高昂的碳排放权价格会刺激绿色企业绿色研发力度，推动低碳技术创新，通过出售或转让绿色专利等手段获取更大经济利益，也可以出售更多富余的碳排放权来谋取更多利润。简单来说，在碳排放权交易政策试点过程中，一方面政府免费分配的碳排放额度无法满足高耗能高污染企业的需要。购买碳排放额度将导致它们面临更大的环保成本，抑制了它们对煤炭等化石能源的消费，约束了高能耗高污染企业的扩张，进而减少碳排放。另一方面碳排放权交易政策试点过程中政府免费分配绿色企业较多的碳排放权配额，富余的碳排放权益出售给高能耗高污染企业将带给绿色低碳企业一定的环保收益，刺激绿色企业加大研发投资，产出更多高质量的绿色专利，降低了煤炭等化石能源的使用，促进了可再生能源行业的迅猛发展，进而减少碳排放。据此，本文提出假设1。

H1：碳交易政策能减少碳排放

（二）碳交易政策对能源结构的影响

自从工业革命以来，煤炭因其廉价易得的优点得到了广泛使用。在中国，过去相当长一段时间内，煤炭的大量消费促进了经济的迅猛发展。但当经济发展到新阶段，人们逐渐重视环保问题。人们希望在经济发展的同时，还能减少对环境的污染，实现人与自然的和谐共生。于是各国政府颁布环保政策来限制污染的排放。碳排放权交易政策作为以市场为基础的激励型环保政策，可以有效降低碳排放。对于高耗能高污染企业，他们的煤炭的消费在总能源消费占比始终较高。如果没有环境规制对这些企业的约束，根据利益最大化假设，他们没有主动调整能源结构的动力，因为煤炭的使用成本比石油、天然气等能源低得多。虽然煤炭使用成本低，但是煤炭的碳排放远大于石油和天然气，且煤炭燃烧导致的其他污染物也多于石油和天然气，对环境造成了严重的破坏。经济发展意味着消耗更多的能源，所以为了减少碳排放，实现“双碳”目标，抑制煤炭的消费成为重要手段。

在碳排放权交易政策试点的情形下，煤炭消费的边际成本提高，为了实现利润最大化，企业在达到新的均衡时会倾向于减少煤炭的消费，增加石油、天然气等能源的消费。企业还可能增加风能、太阳能等清洁能源的消费。在这种情况下，能源总消费中煤炭占比会持续下降。在碳排放权交易政策试点下，政府会分配绿色企业一定的碳排放额度。当绿色企业出售碳排放权益获得利润，企业会有足够的动力去推动低碳技术创新。低碳技术创新也会导致煤炭消费的减少。综上所述，在碳排放权交易政策试点地区，高耗能高污染企业和绿色企业都减少能源结构中煤炭消费占比，促进地区能源结构低碳转型。基于上述分析，本文提出假设2。

H2：碳交易政策能够推动能源结构低碳转型

（三）中介效应

碳排放权交易政策可能通过以下方面来推动地区能源结构低碳转型：一方面，碳排放权交易政策直接抑制了高耗能高污染企业对于煤炭的消费，降低了煤炭消费占能源总消费量占比，促使地区能源结构低碳转型。另一方面是碳排放权交易政策通过促进绿色企业加大绿色研发投入，推动绿色技术创新，间接抑制了企业对于煤炭的消费，推动地区能源结构低碳转型；还有可能是因为碳排放权交易政策淘汰了高耗能高污染的企业，促使低碳企业的迅速发展，推动产业结构优化，进而促进地区能源结构低碳转型。

碳排放权交易机制作为一项市场激励型环保政策，会推动绿色技术进步。碳排放权交易政策能促进绿色技术创新。碳排放权交易机制的实施显著推动了企业的技术创新,且碳市场流动性越高,对企业技术创新的推动更明显。碳排放权交易政策促进绿色技术创新。绿色技术创新也能促进地区能源结构低碳转型。绿色低碳技术（如煤炭清洁高效利用）能促进能源结构“软着陆”。可以推测，碳排放权交易政策可能通过推动企业低碳技术创新，促使地区绿色技术进步，进而促进地区能源结构转型升级。

碳排放权交易政策还能优化产业结构。碳排放权通过促进产业结构调整进而实现碳减排。碳排放权交易能促进地区产业结构优化升级，但是却不利于邻近地区产业升级。碳排放权交易政策通过产业转移和产业结构合理化来推动碳减排。因此，碳排放权交易政策能抑制高碳排放行业企业的发展，促进产业结构调整，推动产业结构转型升级，进而促进地区能源结构低碳转型。基于上述分析，作出如下假设。

假设H3：碳排放权交易政策通过推动绿色技术进步来促进能源结构低碳转型

假设H4：碳排放权交易政策通过推动产业结构调整来促进能源结构低碳转型

（一）模型设定

以碳交易政策试点为准自然实验，研究采用双重差分模型来分析碳交易政策对能源结构低碳转型的影响。考虑到数据缺失等问题，排除了西藏和港澳台地区的样本，最终选取了2005-2019年30个省（市、区）的数据作为样本。其中6个地区（北京、上海、天津、重庆、湖北省、广东省）为实验地区，其余地区为对照地区。构建双重差分模型如下：

其中，被解释变量lnemissionsit为碳排放（取对数值），DIDit为政策变量（DIDit=treatit×postit）；被解释变量esit为能源结构，采用这个变量来刻画能源结构低碳转型的情况；treatit为地区分组变量，如果是实验地区，则treatit取值为1，反之，treatit取值为0；postit为政策时点变量，参考郭俊杰设定，若政策试点在某年的前半年，则从当年起postit取值为1；反之，则从后一年起postit取值为1，政策实施之前年份postit取值均为0；Xit为控制变量的集合。模型（1）中，β1为政策实施效果变量，βX为控制变量的回归系数，νt和μi分别为年份固定效应和省份固定效应。

各地区二氧化碳排放量通过计算不同种类能源消费所排放的二氧化碳加总可得。各地区能源结构是根据不同能源的消费量，不同能源的标准煤折算系数计算得出。能源折算标准煤系数来源于2020年《中国能源统计年鉴》；碳排放系数来源于《2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories》。二氧化碳排放量和能源结构的具体测算公式如下：

其中，emissionsit为i地区t年的二氧化碳排放量，esit为i地区t年能源结构，energyit1为i地区t年煤炭的消费量，energyitk为i地区t年第k种能源的消费量，γ1为煤炭折算标准煤系数，γk为第k种能源折算标准煤系数，φk为碳排放系数。

（二）变量的选取和数据说明

本文被解释变量为碳排放（lnemissions）和能源结构（es）。在本文中，取碳排放的对数值进行实证研究。能源结构的计算则借鉴相关文献（用煤炭消费在能源消费中的占比表示能源结构）。本文的政策变量为碳交易政策试点（DID）。

为准确分析政策效应，避免遗漏变量，确保实证结果稳健，回归模型引入如下控制变量：城镇化（urban），用非农业人口占总人口的比重表示。对外开放程度（open），用进出口总额占GDP的比重来衡量。经济发展水平（lnrgdp），经济发展水平用实际人均国内生产总值的对数值来衡量。

为进一步分析碳交易政策对能源结构低碳转型影响的传导机制，本文采取了以下的机制变量：绿色技术进步（lnpatent），用绿色发明专利对数值来衡量。

本文所采用对外开放程度数据来源于2020年中国统计年鉴，绿色发明专利数据来源于CnOpenData，其他数据来源于国家统计局官网。各变量的描述性统计见表1。

（一）基准回归结果及分析

首先，实证分析了碳交易政策对能源结构低碳转型影响，结果如表2所示。列（1）和（3）为不加入控制变量的回归结果，列（2）和（4）为加入控制变量后的回归结果，所有表格报告了省级层面的稳健标准误。列（2）表明，碳交易政策与碳排放的回归系数在5%水平上显著为负，表明碳交易政策能够有效降低碳排放。结果验证了假设H1。列（4）表明，碳交易政策与能源结构的回归系数在5%的水平上显著为负，表明碳交易政策的试点能够显著促进能源结构低碳转型。这验证了本文的假设H2。

注：系数下方括号内为回归结果标准误，*、**、***分别表示在10%、5%、1%的水平下显著，括号内为t值，下同。

（二）稳健性检验

1.PSM-DID模型检验

政策试点地区为四个直辖市（北京市、天津市、上海市、重庆市）、湖北省和广东省，这些实验地区经济均较为发达，由此可见试点地区的选择存在非随机性，可能有内生性问题，为了确保回归结果稳健，采用Heckman等的研究思路使用PSM-DID模型进行稳健性检验，首先采用倾向匹配得分法对各试点地区匹配对应的对照地区，然后采用双重差分模型来估计碳排放权交易政策对区域能源结构低碳转型的影响。回归结果如表3所示。表3的回归结果中政策效应系数显著为负（在1%水平上显著），确保了基准回归结果的可靠。

表3 PSM-DID模型检验结果

2.平行趋势检验

使用双重差分方法来分析政策效应的前提是，实验地区和对照地区能源结构的变化趋势是一致的。所以需要验证实验组和对照组是否满足平行趋势假设来确保研究结果的稳健性。图1为平行趋势检验结果，在政策试点年份之前，回归系数均不显著；在政策实行之后，回归系数变大且逐渐变得显著。这说明，在碳排放权交易政策试点之前，实验地区和对照地区能源结构的变化趋势基本一致；而在碳排放权交易政策试点之后，实验地区和对照地区的能源结构变化趋势出现了一些差异，因此通过平行趋势检验，且碳排放权交易政策对能源结构低碳转型的影响随时间逐渐增强，原因可能是早期碳市场比较小，碳排放权成交量和成交额不大，碳排放权交易政策对地区能源结构低碳转型的促进作用不够明显。然而，随着时间发展，各试点地区碳市场机制越来越完善，碳市场中碳排放权交易规模无论是成交量还是成交额越来越大，碳排放权交易对高碳排放企业影响越来越大，影响的行业范围越来越广，碳排放权交易政策的政策效应越来越强。

3.安慰剂检验

为了避免不可观测因素对基准回归结果造成不利影响，参考Wang等的方法，本文进行如下的安慰剂检验。具体方法是随机选取试点地区和对照地区进行回归，重复1000次这一步骤，得到的回归结果绘制成安慰剂检验图（图2）。如图所示，回归系数在0附近。为了进一步保证检验结果可靠性，本文重复了2000次随机选取实验地区和对照地区，得到的安慰剂检验如图3所示。由图可以看出，回归系数仍然在0附近。这说明随机选取试点地区和对照地区并没有导致处理地区和对照地区能源结构产生差别，确保了结论的稳健性。

由于Sobel检验基于正态假设，存在较为明显的局限性，本文采用bootstrap法来检验中介效应是否存在。采用bootstrap法得到α1θ1的bootstrap区间估计，如果区间估计不包含0，则中介效应显著。本文采用bootstrap法得到的回归结果如下表4和表5所示。

（一）绿色技术创新

表4显示的是抽取1000次bootstrap样本，把绿色技术进步（lnpatent）作为中介变量的回归结果。结果表明间接效应（在本文中为中介效应）的95%的置信区间均经过了0，所以中介效应并不显著。直接效应95%的置信区间均为负，说明直接效应显著。这说明了中介效应并不显著。因此，不能说明碳排放权交易政策通过推动绿色技术进步进而促进地区能源结构低碳转型，排除了假设H3。

注：括号中为估计值的标准误。N指的是置信区间；P指的是百分位置信区间；BC指的是偏差纠正置信区间。

（二）产业结构

表5显示的是抽取1000次bootstrap样本，把产业结构（is）作为中介变量的回归结果。结果表明间接效应（在本文中为中介效应）的估计值为-0.041，95%的置信区间均为负，所以中介效应显著。这说明碳排放权交易政策通过推动地区产业结构的优化进而促进地区能源结构低碳转型。直接效应的估计值为-0.073，95%的置信区间均为负，说明直接效应显著。中介效应占总效应的36.0%，说明这是不完全中介效应。这说明了中介效应的显著性。因此，碳排放权交易政策能通过产业结构调整进而促进地区能源结构低碳转型，验证了假设H4。

注：括号中为估计值的标准误。N指的是置信区间；P指的是百分位置信区间；BC指的是偏差纠正置信区间。

（一）各试点地区异质性分析

基准的回归模型显示，总体而言，碳排放权交易政策显著促进了地区能源结构低碳转型。由于各试点地区碳排放权交易市场存在较大区别，碳排放权交易政策对试点地区能源结构低碳转型的影响可能存在异质性。为了明晰各试点地区碳排放权交易政策对能源结构低碳转型的影响，进行异质性分析。表6为各试点省市的回归结果。结果显示：北京、天津和重庆的政策效应显著为负这说明在这三个地区碳排放权交易政策能够促进地区能源结构低碳转型且北京政策效应最强；上海、湖北和广东政策效应为负但并不显著，这说明在这几个区域碳排放权交易政策不能明显促进地区能源结构低碳转型。这表明北京、天津和重庆政策效应显著，其余省市政策效应不明显。

  注：系数下方括号内为t值，*、**、***分别表示在10%、5%、1%的水平下显著。

（二）直辖市子样本和省份子样本的异质性分析

按照行政区划来分，碳排放权交易政策试点地区又可分为四直辖市（北京市、天津市、上海市和重庆市）和两个经济强省（湖北省和广东省）。本文进一步研究了对四个直辖市和两个经济强省而言，碳排放权交易政策对地区能源结构低碳转型的影响是否存在明显差异。表7汇报了直辖市子样本及省份子样本的回归结果。列（1）为直辖市子样本的回归结果；列（2）为省份子样本的回归结果。实证结果显示：对于直辖市和试点省份，碳排放权交易政策回归系数均为负。对直辖市而言，碳排放权交易政策能够促进地区能源结构低碳转型且显著；与省份相比，直辖市的碳排放权交易政策对地区能源结构低碳转型的促进效果更为明显。

  注:系数下方括号内为t值，*、**、***分别表示在10%、5%、1%的水平下显著。

以碳交易政策试点作为准自然实验，研究采用双重差分模型分析碳交易政策对能源结构低碳转型的影响，并使用中介效应模型进行机制检验，通过多种稳健性检验方法保障实证结果的稳健性。实证结果显示，第一，碳交易政策能够促进能源结构低碳转型。相较于对照地区，政策试点地区逐步实现能源结构低碳转型。第二，产业结构是政策促进能源结构低碳转型的重要途径。碳排放权交易政策能抑制高碳排放行业企业的发展，促进产业结构调整，推动产业结构转型升级，进而促进地区能源结构低碳转型。第三，碳交易政策在不同试点地区差异较大。北京、天津和重庆政策效果显著，剩下省市政策效应不明显。

基于以上结论，政府可以实行以下措施。第一，把握契机深化市场化改革，推进碳排放权交易试点，助力产业市场导向调整，遏制高耗能高排放项目的盲目扩张，逐步淘汰落后产能，实现绿色低碳转型。第二，积极推动绿色技术进步。长期来看，绿色技术进步是实现“双碳”目标的重要手段，能推动能源结构低碳转型。政府可以通过降低税率和提供绿色研发补贴等手段鼓励企业增加绿色技术研发投入，通过提高科研经费、扩大项目经费管理自主权等方式来增强高校等科研机构的绿色创新动力。第三，促进地区平衡发展。碳交易政策试点对各地区的影响存在较大差异。尊重经济规律，合理布局产业，实现各地区绿色低碳发展。